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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine
zum Bearbeiten eines Werkstücks,
das auf einem –Ansaug- bzw.
Einspanntisch gehalten ist, durch einen Laserstrahl.
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In
dem Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung wird eine
Mehrzahl von Flächen
bzw. Bereichen durch Unterteilungslinien unterteilt, die "Straßen" genannt werden,
die in einem Gittermuster auf der vorderen Oberfläche eines
im wesentlichen scheibenartigen Halbleiterwafers angeordnet sind, und
eine Schaltung, wie ein IC oder LSI, wird in jedem der unterteilten
Bereiche ausgebildet. Individuelle Halbleiterchips werden durch
ein Schneiden dieses Halbleiterwafers entlang der Unterteilungslinien hergestellt,
um ihn in die Bereiche zu unterteilen, die eine Schaltung darauf
ausgebildet aufweisen. Ein Wafer einer optischen Vorrichtung, umfassend
auf Galliumnitirid basierende Verbundhalbleiter und dgl., die auf
der vorderen Oberfläche
eines Saphirsubstrats laminiert sind, wird auch entlang von Unterteilungslinien
geschnitten, um in individuelle, optische Vorrichtungen, wie Licht
emittierende Dioden oder Laserdioden, unterteilt zu werden, welche
weit verbreitet in elektrischen Einrichtungen verwendet sind.
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Ein
Schneiden entlang der Unterteilungslinien des obigen Halbleiterwafers
oder Wafers einer optischen Vorrichtung wird allgemein unter Verwendung einer
Schneidmaschine, die "Dicer" bzw. "Zerteileinrichtung" genannt wird, ausgeführt. Diese
Schneidmaschine umfaßt
einen Ansaug- bzw. Einspanntisch zum Halten eines Werkstücks, wie
eines Halbleiterwafers oder eines Wafers einer optischen Vorrichtung,
Schneidmittel zum Schneiden des Werkstücks, das auf dem Einspanntisch
gehalten ist, und Schneidzufuhrmittel, um den Einspanntisch und
die Schneidmittel relativ zueinander zu bewegen. Die Schneidmittel
haben eine Spindeleinheit, welche eine rotierende bzw. Rotationsspindel
umfaßt,
eine Schneidklinge, die auf der Spindel montiert bzw. festgelegt
ist, und eine Antriebseinheit, um die Rotationsspindel zum Rotieren
anzutreiben. Die Schneidklinge ist aus einer scheibenartigen Basis
und einer ringförmigen
Schneidkante gebildet, welche an dem Außenumfangsabschnitt einer Seitenwand
der Basis ausgebildet und so dick wie etwa 20 μm ausgebildet ist, indem Diamantschleifkörner, die
einen Durchmesser von etwa 3 μm
aufweisen, an der Basis durch Elektroformen festgelegt sind.
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Da
ein Saphirsubstrat, Siliciumcarbidsubstrat usw. eine hohe Mohs'sche Härte aufweisen,
ist ein Schneiden mit der obigen Schneidklinge nicht immer einfach.
Weiters müssen,
da die Schneidklinge eine Dicke von etwa 20 μm aufweist, die Unterteilungslinien
für die
Unterteilungsvorrichtungen eine Breite von etwa 50 μm besitzen.
Daher ist in dem Fall einer Vorrichtung, die etwa 300 μm × 300 μm mißt, das
Flächenverhältnis der
Straßen
zu dem Wafer 14 %, wodurch die Produktivität reduziert wird.
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Mittlerweile
wird als ein Mittel zum Unterteilen eines plattenartigen Werkstücks, wie
eines Halbleiterwafers, ein Laserbearbeitungsverfahren zum Aufbringen
eines Pulslaserstrahls, der fähig
ist, durch das Werkstück
hindurchzutreten, wobei sein Brennpunkt im Inneren des Bereichs
festgelegt ist, der zu unterteilen ist, heutzutage auch ver sucht.
In dem Unterteilungsverfahren, das von dieser Laserbearbeitungstechnik
Gebrauch macht, wird das Werkstück durch
Aufbringen bzw. Anlegen eines Pulslaserstrahls mit einer Wellenlänge von
beispielsweise 1,064 nm, welcher fähig ist, durch das Werkstück hindurchzutreten,
von einer Seite des Werkstücks,
wobei sein Brennpunkt im Inneren des Werkstücks festgelegt ist, um kontinuierlich
eine verschlechterte Schicht entlang der Unterteilungslinien im
Inneren eines Werkstücks
auszubilden, und Ausüben
einer externen Kraft entlang der Unterteilungslinien unterteilt, deren
Festigkeit durch die Ausbildung der verschlechterten Schichten reduziert
wurde. Dieses Verfahren ist durch das japanische Patent Nr. 3408805 geoffenbart.
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Um
den Durchsatz einer Schaltung, wie eines IC oder eines LSI, zu verbessern,
wurde ein Halbleiterwafer, der ein Laminat aus einem isolierenden
Film niedriger Dielektrizitätskonstante (Low-k-Film),
der aus einem Film aus einem anorganischen Material, wie SiOF oder
BSG (SiOB), oder einem Film aus einem organischen Material, wie
einem auf Polyimid basierenden oder auf Parylen basierenden Polymer
ausgebildet ist, auf der vorderen Oberfläche eines Halbleitersubstrats,
wie eines Siliciumwafers, aufgebracht aufweist, kürzlich implementiert. Da
der Low-k-Film aus mehreren Schichten (5 bis 15 Schichten), wie
Glimmer, besteht und extrem zerbrechlich ist, wenn der obige Halbleiterwafer,
der einen Low-k-Film aufweist, entlang der Unterteilungslinien mit
einer Schneidklinge geschnitten ist, tritt ein Problem dahingehend
auf, daß sich
der Low-k-Film abschält und dieses
Schälen
die Schaltungen erreicht und folglich eine fatale Beschädigung der
Halbleiterchips ergibt.
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Um
das obige Problem zu lösen,
offenbart JP-A 2003-320466
eine Bearbeitungsmaschine zum Entfernen des Low-k- Films durch ein Aufbringen
eines Pulslaserstrahls, der eine Wellenlänge von beispielsweise 355
nm aufweist, auf den Low-k-Film, der an den Unterteilungslinien
des Halbleiterwafers ausgebildet ist, und Schneiden des Halbleiterwafers
entlang der Unterteilungslinien, von welchen der Low-k-Film entfernt
wurde, mit einer Schneidklinge.
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Da
die optimale Ausgabe eines Laserstrahls für die oben beschriebene Laserbearbeitung
gemäß dem Material
eines Werkstücks
differiert, muß die Ausgabe
von Laserstrahl-Aufbringmitteln
entsprechend dem Material eines Werkstücks vor einem Start der Laserbearbeitung
eingestellt werden. Daher ist, selbst wenn die Ausgabe eines Laserstrahls
eingestellt wurde, es gewünscht
zu überprüfen, ob
die Ausgabe eines Laserstrahls, der durch die Laserstrahlaufbringmittel
aufgebracht ist, auf dem eingestellten Niveau ist oder nicht. Es
ist schwierig bzw. mühsam,
einen Ausgabedetektor zum Detektieren der Ausgabe eines Laserstrahls,
der von den Laserstrahl-Aufbringmitteln aufgebracht ist, zu einer
Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine zu tragen, um die Ausgabe eines
Laserstrahls, der von den Laserstrahl-Aufbringmitteln ausgegeben
ist, jedesmal zu überprüfen, wenn
die Ausgabe eines Laserstrahls detektiert ist. Weiters kann diese
Detektionsarbeit durch einen Betätiger
vernachlässigt
werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine
zur Verfügung
zu stellen, welche das Überprüfen der
Ausgabe eines Laserstrahls erleichtert, der von den Laserstrahlaufbringmitteln
aufgebracht ist, ohne einen Ausgabedetektor für ein Detektieren der Ausgabe
eines Laserstrahls zu der Laser strahl-Bearbeitungsmaschine jedesmal
zu bringen bzw. zu tragen, wenn die Ausgabe eines Laserstrahls detektiert
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das obige Ziel durch eine Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine
erreicht werden, umfassend einen Ansaug- bzw. Einspanntisch, der
eine Halteoberfläche
zum Halten eines Werkstücks
aufweist, und Laserstrahl-Aufbringmittel zum Aufbringen eines Laserstrahls
auf das Werkstück,
das auf dem Einspanntisch gehalten ist, wobei
die Maschine
weiters einen Ausgabedetektor umfaßt, welcher benachbart zu dem
Einspanntisch installiert ist und die Ausgabe eines Laserstrahls
detektiert, der von den Laserstrahl-Aufbringmitteln aufgebracht
ist.
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Vorzugsweise
ist der obige Ausgabedetektor so ausgebildet, daß ihm erlaubt ist, zu einer
Detektionsposition über
der Halteoberfläche
des Einspanntischs und zu einer Nicht-Detektionsposition unter der
Halteoberfläche
des Einspanntischs bewegt zu werden.
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Da
der Ausgabedetektor zum Detektieren der Ausgabe eines Laserstrahls,
der von den Laserstrahl-Aufbringmitteln aufgebracht ist, benachbart dem
Einspanntisch in der Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung installiert ist, muß der
Ausgabedetektor nicht zu der Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine jedesmal
getragen werden, wenn die Ausgabe eines Laserstrahls, der von den
Laserstrahlaufbringmitteln aufgebracht ist, detektiert wird. Daher
kann eine Vernachlässigung eines Überprüfens der
Ausgabe eines Laserstrahls, der von den Laserstrahl-Aufbringmitteln aufgebracht ist,
durch den Betätiger
verhindert werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Hauptabschnitts, die einen Zustand
zeigt, wo ein Ausgabedetektor zum Detektieren der Ausgabe eines
Laserstrahls auf einem Einspanntischmechanismus installiert ist,
der in der Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine vorgesehen ist, die
in 1 gezeigt ist;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Zustand zeigt, wo der Ausgabedetektor,
der in 2 gezeigt ist, zu bzw. an einer Detektionsposition positioniert
wurde;
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4 ist
ein Blockdiagramm, das schematisch die Ausbildung von Laserstrahl-Bearbeitungsmitteln
zeigt, die in der Laserstrahlbearbeitungsmaschine vorgesehen sind,
die in 1 gezeigt ist; und
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5 ist
ein Diagramm zum Erläutern
des Brennpunktdurchmessers eines Laserstrahls, der von den Laserstrahl-Bearbeitungsmitteln
aufgebracht ist, die in 4 gezeigt sind.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausbildungen
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Bevorzugte
Ausbildungen der vorliegenden Erfindung werden im Detail nachfolgend
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist. Die Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine,
die in 1 gezeigt ist, umfaßt eine stationäre Basis 2,
einen Ansaug- bzw. Einspanntischmechanismus 3 zum Halten
eines Werkstücks,
welches auf der stationären
Basis 2 in einer derartigen Weise festgelegt ist, daß es sich
in einer Bearbeitungszufuhrrichtung bewegen kann, die durch einen
Pfeil X angedeutet ist, einen Laserstrahl-Aufbringeinheit-Supportmechanismus 4,
der auf der stationären
Basis 2 in einer derartigen Weise montiert bzw. angeordnet
ist, daß er
sich in einer schrittweisen Zufuhrrichtung bewegen kann, die durch
einen Pfeil Y senkrecht zu der Richtung angedeutet ist, die durch
den Pfeil X angedeutet ist, und eine Laserstrahl-Aufbringeinheit 5,
die auf dem Laserstrahl-Aufbringeinheit-Supportmechanismus 4 in einer
derartigen Weise festgelegt ist, daß sie sich in einer Richtung
bewegen kann, die durch einen Pfeil Z angedeutet ist.
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Der
obige Einspanntischmechanismus 3 umfaßt ein Paar von Führungsschienen 31 und 31,
welche auf der stationären
Basis 2 montiert sind und parallel zueinander in der Bearbeitungszufuhrrichtung angeordnet
sind, die durch den Pfeil X angedeutet ist, einen ersten Gleitblock 32,
der auf den Führungsschienen 31 und 31 in
einer derartigen Weise angeordnet bzw. montiert ist, daß er sich
in der Bearbeitungszufuhrrichtung bewegen kann, die durch den Pfeil
X angedeutet ist, einen zweiten Gleitblock 33, der auf
dem ersten Gleitblock 32 in einer derartigen Weise montiert
ist, daß er
sich in der schrittweisen Zufuhrrichtung bewegen kann, die durch
den Pfeil Y angedeutet ist, einen Abstütz- bzw. Supporttisch 35, der
auf dem zweiten Gleitblock 33 durch ein zylindrisches Glied 34 abgestützt ist,
und einen Ansaug- bzw. Einspanntisch 36 als Mittel zum
Halten eines Werkstücks.
Dieser Einspanntisch 36 hat eine Adsorptionsspann- bzw.
-ansaugeinrichtung 361, die aus einem porösen Material,
wie einem porösen
Keramikmaterial oder dgl. gefertigt ist, und ein scheibenartiger
Halbleiterwafer als ein Werkstück
wird bzw. ist auf der Halteoberfläche (oberen Oberfläche) dieser
Adsorptionsansaugeinrichtung 361 angeordnet und durch Saugen
durch Aktivieren von Saugmitteln gehalten, welche nicht gezeigt
sind. Der Einspanntisch 36 wird durch einen Schritt- bzw.
Pulsmotor (nicht gezeigt) gedreht, der in dem zylindrischen Glied 34 installiert
ist, das in 1 gezeigt ist.
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Die
Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine in der illustrierten bzw. dargestellten
Ausbildung ist mit einem Ausgabedetektor 10 ausgestattet
bzw. ausgerüstet,
der benachbart dem obigen Einspanntisch 36 installiert
ist, um die Ausgabe eines Laserstrahls zu detektieren, der von den
Laserstrahl-Aufbringmitteln, welche später beschrieben werden, der
obigen Laserstrahlaufbringeinheit 5 aufgebracht ist. Der
Ausgabedetektor 10 kann POWER DETECTORS (Handelsname) sein,
welcher durch GENTEC ELECTRO OPTICS INC. verkauft wird. Wie dies
in 2 und 3 gezeigt ist, umfaßt der Ausgabedetektor 10 einen
fotodetektierenden Abschnitt 101 zum Empfangen eines Laserstrahls
und einen Indikator 102, um den Ausgabewert des empfangenen
Laserstrahls in dem oberen Bereich anzuzeigen. Eine Kühlrippe 103 ist
um den fotodetektierenden Abschnitt 101 installiert. Der
Ausgabedetektor 10, der wie oben beschrieben ausgebildet
ist, ist durch Bewegungsmittel 11 abgestützt, die
an dem obigen zweiten Gleitblock 33 festgelegt sind. Diese
Bewegungsmittel 11 bestehen aus einem Luftzylinder und
sind so ausgebildet, um den Ausgabedetektor 10 zu einer
Nicht-Detektionsposition unter der Halteoberfläche (oberen Oberfläche) der
Adsorptionsansaugeinrichtung 361, wie dies in 2 gezeigt
ist, und zu einer Detektionsposition über der Halteoberfläche (oberen
Oberfläche)
der Adsorptionseinsaugeinrichtung zu bringen, wie dies in 3 gezeigt
ist.
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Indem
mit einer Beschreibung unter Bezugnahme auf 1 fortgesetzt
wird, weist der obige erste Gleitblock 32 an seiner unteren
Oberfläche
ein Paar von zu führenden
Rillen bzw. Nuten 321 und 321 auf, die mit dem
obigen Paar von Führungsschienen 31, 31 zusammenzupassen
sind, und weist an seiner oberen Oberfläche ein Paar von Führungsschienen 322 und 322 auf,
die parallel zueinander in der schrittweisen bzw. Indexier-Zufuhrrichtung
angeordnet sind, die durch den Pfeil Y angedeutet ist. Der erste
Gleitblock 32, der wie oben beschrieben ausgebildet ist,
kann sich in der Bearbeitungszufuhrrichtung, die durch den Pfeil
X angedeutet ist, entlang des Paars von Führungsschienen 31 und 31 bewegen,
indem die zu führenden
Nuten 321 und 321 mit dem Paar von Führungsschienen 31 bzw. 31 zusammengepaßt werden.
Der Einspanntischmechanismus 3 in der illustrierten Ausbildung
hat Bearbeitungszufuhrmittel 37, um den ersten Gleitblock 32 entlang des
Paars von Führungsschienen 31 und 31 in
der Bearbeitungszufuhrrichtung zu bewegen, die durch den Pfeil X
angedeutet ist. Die Bearbeitungszufuhrmittel 37 umfassen
eine aufzunehmende Schraubenstange 371, die zwischen dem
obigen Paar von Führungsschienen 31 und 31 und
parallel dazu angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie einen
Schritt- bzw. Pulsmotor 372, um die aufzunehmende Schraubenstange 371 zu
einem Drehen anzutreiben. Die aufzunehmende Schraubenstange 371 ist
an ihrem einen Ende drehbar auf einem Lagerblock 373 abgestützt bzw.
getragen, der auf der obigen stationären Basis 2 festgelegt
ist, und ist an dem anderen Ende mit der Abtriebswelle des obigen
Pulsmotors 372 übertragungs-
bzw. getriebegekoppelt. Die aufzunehmende Schraubenstange 371 ist
in ein Gewindedurchgangsloch eingeschraubt, das in einem aufnehmenden
Schraubenblock (nicht gezeigt) ausgebildet ist, der von der unteren
Oberfläche
des zentralen Abschnitts des ersten Gleitblocks 32 vorragt.
Daher wird, indem die aufzunehmende Schraubenstange 371 in
einer normalen Richtung oder Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 372 angetrieben
wird, der erste Gleitblock 32 entlang der Führungsschienen 31 und 31 in
der Bearbeitungszufuhrrichtung bewegt, die durch den Pfeil X angedeutet
ist.
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Der
obige zweite Gleitblock 33 hat an seiner unteren Oberfläche ein
Paar von zu führenden
Nuten 331 und 331, die mit dem Paar von Führungsschienen 322 und 322 zusammenzupassen
sind, die an der oberen Oberfläche
des obigen ersten Gleitblocks 32 ausgebildet sind, und
kann sich in der schrittweisen Zufuhrrichtung bewegen, die durch
den Pfeil Y angedeutet ist, indem die Führungsnuten 331 und 331 mit
dem Paar von Führungsschienen 322 bzw. 322 zusammengepaßt werden.
Der Einspanntischmechanismus 3 in der illustrierten Ausbildung
hat erste, schrittweise bzw. Indexier-Zufuhrmittel 38,
um den zweiten Gleitblock 33 in der schrittweisen Zufuhrrichtung,
die durch den Pfeil Y angedeutet ist, entlang des Paars von Führungsschienen 322 und 322 zu
bewegen, die auf dem ersten Gleitblock 32 ausgebildet sind.
Die ersten, schrittweisen bzw. Indexier-Zufuhrmittel 38 umfassen
eine aufzunehmende Schraubenstange 381, welche zwischen
dem obigen Paar von Führungsschienen 322 und 322 parallel
dazu angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie einen Schritt- bzw.
Pulsmotor 382, um die aufzunehmende Schraubenstange 381 zu
einer Rotation anzutreiben. Die aufzunehmende Schraubenstange 381 ist
an ihrem einen Ende drehbar an einem Lagerblock 383 abgestützt, der
an der oberen Oberfläche
des obigen ersten Gleitblocks 32 festgelegt ist, und ist
an ihrem anderen Ende über
ein Getriebe mit der Abtriebswelle des obigen Pulsmotors 382 gekoppelt.
Die aufzunehmende Schraubenstange 381 ist in ein Gewindedurchgangsloch
eingeschraubt, das in einem aufnehmenden Schraubenblock (nicht gezeigt)
ausgebildet ist, der von der unteren Oberfläche des zentralen Abschnitts
des zweiten Gleitblocks 33 vorragt. Daher wird, indem die
aufzunehmende Schraubenstange 381 in einer normalen Richtung
oder einer Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 382 angetrieben
wird, der zweite Gleitblock 33 entlang der Führungsschienen 322 und 322 in
der schrittweisen Zufuhrrichtung bewegt, die durch den Pfeil Y angedeutet
ist.
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Der
obige Laserstrahl-Aufbringeinheit-Supportmechanismus 4 umfaßt ein Paar
von Führungsschienen 41 und 41,
welche auf der stationären
Basis 2 festgelegt sind und parallel zueinander in der schrittweisen
Zufuhrrichtung angeordnet sind, die durch den Pfeil Y angedeutet
ist, und eine bewegbare Abstütz-
bzw. Supportbasis 42, die auf den Führungsschienen 41 und 41 in
einer derartigen Weise montiert ist, daß sie sich in der schrittweisen
Zufuhrrichtung bewegen kann, die durch den Pfeil Y angedeutet ist.
Diese bewegbare Supportbasis 42 besteht aus einem bewegbaren
Supportabschnitt 421, der bewegbar auf den Führungsschienen 41 und 41 festgelegt
ist, und einem Montageabschnitt 422, der auf dem bewegbaren
Supportabschnitt 421 montiert ist. Der Montageabschnitt 422 ist
mit einem Paar von Führungsschienen 423 und 423 ausgestattet,
die sich parallel zueinander in der Richtung, die durch den Pfeil
Z angedeutet ist, erstrecken. Der Laserstrahl-Aufbringeinheit-Supportmechanismus 4 in
der dargestellten Ausbildung hat zweite, schrittweise bzw. Indexier-Zufuhrmittel 43 zum
Bewegen der bewegbaren Supportbasis 42 entlang des Paars
von Führungsschienen 41 und 41 in
der Indexier-Zufuhrrichtung, die durch den Pfeil Y angedeutet ist.
Diese zweiten Indexier-Zufuhrmittel 43 umfassen eine aufzunehmende
Schraubenstange 431, welche zwischen dem obigen Paar von
Führungsschienen 41 und 41 parallel
dazu angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie einen Pulsmotor 432,
zum drehbaren Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange 431.
Die aufzunehmende Schraubenstange 431 ist an ihrem einen
Ende drehbar durch ein einen Lagerblock (nicht gezeigt) abgestützt, der
an der obigen stationären
Basis 2 festgelegt ist, und ist an ihrem anderen Ende getriebegekoppelt
mit dem obigen Pulsmotor 432. Die aufzunehmende Schraubenstange 431 ist
in ein Gewindedurchgangsloch eingeschraubt, welches in einem Aufnahmeschraubenblock
(nicht gezeigt) ausgebildet ist, welcher von der unteren Oberfläche des
zentralen Abschnitts des bewegbaren Supportabschnitts 421 vorragt,
welcher die bewegbare Supportbasis 42 ausbildet. Daher wird,
indem die aufzunehmende Schraubenstange 431 in einer normalen
Richtung oder Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 432 angetrieben
wird, die bewegbare Supportbasis 42 entlang der Führungsschienen 41 und 41 in
der schrittweisen Zufuhrrichtung bewegt, die durch den Pfeil Y angedeutet
ist.
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Die
Laserstrahl-Aufbringeinheit 5 in der illustrierten Ausbildung
hat einen Einheitshalter 51 und Laserstrahl-Aufbringmittel 52,
die an dem Einheitshalter 51 gesichert sind. In dem Einheitshalter 51 ist ein
Paar von zu führenden
Rillen 511 und 511, welche gleitbar an das Paar
von Führungsschienen 423 und 423 angepaßt sind,
welche auf dem obigen Montageabschnitt 422 ausgebildet
sind, vorgesehen und in einer derartigen Weise abgestützt, daß er sich
in der Richtung, welche durch den Pfeil Z angedeutet ist, durch
ein Einpassen der zu führenden
Rillen 511 und 511 an die jeweiligen obigen Führungsschienen 423 und 423 bewegen
kann.
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Die
illustrierten Laserstrahl-Aufbringmittel 52 haben ein zylindrisches
Gehäuse 521,
welches ein dem obigen Einheitshalter 51 gesichert ist
und sich im wesentlichen hori zontal erstreckt. In dem Gehäuse 521 sind
Pulslaserstrahl-Oszillationsmittel 522 und
ein optisches Übertragungs-
bzw. Transmissionssystem 523 installiert, wie dies in 4 gezeigt ist.
Die Pulslaserstrahl-Oszillationsmittel 522 sind durch einen
Pulslaserstrahl-Oszillator 522a, bestehend aus einem YAG-Laser-Oszillator
oder YV04-Laser-Oszillator, und Wiederholungsfrequenz-Einstellmittel 522b zusammengesetzt,
die mit dem Pulslaserstrahl-Oszillator 522a verbunden sind.
Das optische Übertragungssystem 523 umfaßt geeignete, optische
Elemente, wie einen Strahlteiler usw. Ein Kondensor 524,
der Sammellinsen (nicht gezeigt) aufnimmt, die durch einen Satz
von Linsen gebildet sind, die eine bekannte Ausbildung aufweisen
können,
ist an dem Ende des obigen Gehäuses 521 festgelegt.
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Ein
Laserstrahl, der von den obigen Pulslaserstrahl-Oszillationsmitteln 522 oszilliert
ist, erreicht den Kondensor 524 durch das optische Übertragungssystem 523 und
wird von dem Kondensor 524 auf das Werkstück, das
auf dem obigen Einspanntisch 36 gehalten ist, bei einem
vorbestimmten Brennpunktdurchmesser D aufgebracht. Dieser Brennpunktdurchmesser
D ist durch den Ausdruck D (μm)
= 4 × λ × f/(π × W) definiert
(wobei λ die
Wellenlänge
(μm) des
Pulslaserstrahls ist, W der Durchmesser (mm) des Pulslaserstrahls
ist, der auf eine Objektivlinse 524a aufgebracht ist, und
f die Brennweite (mm) der Objektivlinse 524a ist), wenn
der Pulslaserstrahl, der eine Gauss'sche Verteilung aufweist, durch die
Objektivlinse 524a des Kondensors bzw. der Sammellinse 524 aufgebracht
bzw. angelegt wird, wie dies in 5 gezeigt
ist.
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Indem
zu 1 zurückgekehrt
wird, werden Bildaufnahmemittel 6 zum Detektieren der Fläche bzw.
des Bereiches, die (der) durch die obigen Laserstrahl-Aufbringmittel 52 zu
bearbeiten ist, an dem vorderen Ende des Gehäuses 521 installiert,
welches die obigen Laserstrahl-Aufbringmittel 52 ausbildet bzw.
darstellt. Diese Bildaufnahmemittel 6 umfassen Beleuchtungsmittel
zum Beleuchten des Werkstücks, ein
optisches System zum Aufnehmen bzw. Erfassen der Fläche bzw.
des Bereichs, die (der) mit den Beleuchtungsmitteln beleuchtet ist,
und eine Bildaufnahmevorrichtung (CCD) zum Aufnehmen eines Bilds,
das durch das optische System aufgenommen bzw. erfaßt ist.
Ein erhaltenes Bildsignal wird zu Steuer- bzw. Regelmitteln übertragen,
welche nicht gezeigt sind.
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Die
Laserstrahl-Aufbringeinheit 5 in der illustrierten Ausbildung
hat Bewegungsmittel 53 zum Bewegen des Einheitshalters 51 entlang
des Paars von Führungsschienen 423 und 423 in
der Richtung, die durch den Pfeil Z angedeutet ist. Die Bewegungsmittel 53 umfassen
eine aufzunehmende Schraubenstange (nicht gezeigt), die zwischen
dem Paar von Führungsschienen 423 und 423 angeordnet
ist, und eine Antriebsquelle, wie einen Pulsmotor 532,
zum drehbaren Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange. Durch
ein Antreiben der aufzunehmenden Schraubenstange (nicht gezeigt)
in einer normalen Richtung oder Umkehrrichtung mit dem Pulsmotor 532 werden
der Einheitshalter 51 und die Laserstrahl-Aufbringmittel 52 entlang
der Führungsschienen 423 und 423 in
der Richtung bewegt, die durch den Pfeil Z angedeutet ist. In der
illustrierten Ausbildung sind die Laserstrahl-Aufbringmittel 52 ausgebildet,
um durch ein Antreiben des Pulsmotors 532 in einer normalen
Richtung hinaufbewegt zu werden und um durch ein Antreiben des Pulsmotors 532 in
der Umkehrrichtung hinunterbewegt zu werden.
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Eine
Beschreibung wird nachfolgend für
den Betrieb der Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine in der illustrierten
Aus bildung gegeben, welche wie oben beschrieben ausgebildet ist.
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Bevor
eine Laserbearbeitung unter Verwendung der obigen Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine ausgeführt wird,
stellt ein Betätiger
die Ausgabe eines Laserstrahls, der von den obigen Laserstrahl-Aufbringmitteln 52 aufgebracht
wird, entsprechend dem Material des Werkstücks, der Art einer Laserbearbeitung
usw. ein. Beispielsweise wird, um eine Laserbearbeitung zum Entfernen
des Low-k-Films, der auf den Unterteilungslinien des obigen Halbleiterwafers
ausgebildet ist, unter Verwendung eines Pulslaserstrahls (YAG-Laser,
YOVO-Laser) mit einer Wellenlänge
von 355 nm auszuführen, die
durchschnittliche Ausgabe des Laserstrahls auf einen Bereich von
0,3 bis 4 W bei einem Punktdurchmesser von 9,2 μm, einer Wiederholungsfrequenz von
50 bis 100 kH und einer Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit bzw. -rate
von 1 bis 800 mm/s eingestellt. Um eine Laserbearbeitung zum Ausbilden
einer verschlechterten Schicht im Inneren eines Siliciumwafers entlang
der Unterteilungslinien unter Verwendung eines LD-erregten Q-Schalters
Nd:YV04 Pulslasers mit einer Wellenlänge von 1,064 nm auszuführen, wird
die durchschnittliche Ausgabe des Laserstrahls auf einen Bereich
von 0,5 bis 2 W bei einem Punktdurchmesser von 1 μm, einer
Wiederholungsfrequenz von 100 kH und einer Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit
von 100 mm/s eingestellt.
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Die
Arbeit eines Überprüfens, ob
die Ausgabe eines Laserstrahls, der von den Laserstrahl-Aufbringmitteln 52 aufgebracht
ist, deren Ausgabe eingestellt wurde, das eingestellte Niveau ist
oder nicht, wird dann ausgeführt.
Der obige Ausgabedetektor 10 ist an der Nicht-Detektionsposition,
die in 2 gezeigt ist, angeordnet, wenn die Ausgabeüberprüfungsarbeit
nicht ausgeführt
wird. Für
diese Ausgabeüberprüfungsarbeit
wird der Einspanntisch 36 bewegt, um zu einer Position
direkt unter dem Kondensor 524 der Laserstrahl-Aufbringmittel 52 gebracht
zu werden. Danach wird durch ein Aktivieren der Bewegungsmittel 11 des
Ausgabedetektors 10 der Ausgabedetektor 10 nach
oben zu der Detektionsposition bewegt, die in 3 gezeigt
ist. Wenn ein Laserstrahl von den Laserstrahl-Aufbringmitteln 52 aufgebracht
wird, nachdem der Ausgabedetektor 10 so an der Detektionsposition
positioniert ist, wird der Laserstrahl auf den fotodetektierenden
Abschnitt 101 des Ausgabedetektors 10 von dem
Kondensor 524 aufgebracht. Der Ausgabedetektor 10,
dessen fotodetektierender Abschnitt 101 den Laserstrahl
empfangen hat, detektiert die Ausgabe des Laserstrahls und zeigt
den Ausgabewert des Laserstrahls auf einem Indikator bzw. einer
Anzeigevorrichtung 102 als einen Detektionswert an. Daher
kann der Betätiger
die Ausgabe des Laserstrahls überprüfen, der
von den Laserstrahlaufbringmitteln 52 aufgebracht ist,
indem der Ausgabewert betrachtet wird, der auf dem Indikator 102 angezeigt
ist. Wenn der Ausgabewert, der auf dem Indikator 102 angezeigt
ist, von dem eingestellten Niveau differiert bzw. abweicht, stellt
der Betätiger
die Ausgabe des Laserstrahls neu ein. Nachdem die Ausgabeüberprüfungsarbeit,
wie oben beschrieben, ausgeführt
wird, werden die Bewegungsmittel 11 des Ausgabedetektors 10 aktiviert,
um den Ausgabedetektor 10 nach unten zu der Nicht-Detektionsposition
zu bewegen, die in 2 gezeigt ist. Nachdem der Ausgabedetektor 10 nach
unten zu der Nicht-Detektionsposition bewegt ist, die in 2 gezeigt
ist, wenn der Ausgabedetektor 10 unter der Halteoberfläche (oberen
Oberfläche)
der Adsorptionsansaugeinrichtung 361 positioniert ist,
selbst wenn der Einspanntisch 36 bewegt wird, wirkt er
nicht mit dem Kondensor 524 der Laserstrahl-Aufbringmittel 52 zusammen
bzw. beeinträchtigt
diesen nicht, wodurch es möglich
gemacht wird, die Beschädigung
des Kondensors 524 zu vermeiden, die durch Interferenz bewirkt
wird. In der illustrierten Ausbildung ist der Indikator 102 zum
Anzeigen der Ausgabe eines Laserstrahls in dem Ausgabedetektor 10 vorgesehen
bzw. zur Verfügung
gestellt. Jedoch kann der Ausgabedetektor mit einem Monitor für einen
Betätiger
(nicht gezeigt) verbunden sein, um den Ausgabewert des detektierten
Laserstrahls auf dem obigen Monitor anzuzeigen.
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Nachdem
die Arbeit eines Überprüfens der Ausgabe
des Laserstrahls, der von den Laserstrahl-Aufbringmitteln 52 aufgebracht
ist, vervollständigt
bzw. abgeschlossen ist, wie dies oben beschrieben ist, wird die
vorbestimmte Laserstrahl-Bearbeitungsarbeit an dem Werkstück ausgeführt.
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D.h.
das Werkstück 20,
wie ein Halbleiterwafer, wird auf der Adsorptionsansaugeinrichtung 361 des
Ansaug- bzw. Einspanntisches 36 angeordnet, welcher den
Einspanntischmechanismus 3 der Laserstrahl-Bearbeitungsmaschine
ausbildet, die in 1 gezeigt ist. Durch ein Aktivieren
der Saugmittel (nicht gezeigt) wird das Werkstück 20 durch Saugen auf
der Adsorptionseinspanneinrichtung 361 gehalten. Der Einspanntisch 36,
der so durch Saugen das Werkstück 20 hält, wird
entlang der Führungsschienen 31 und 31 durch
eine Betätigung
der Zufuhrmittel 37 bewegt, um zu einer Position direkt
unter den Bildaufnahmemitteln 6 gebracht zu werden, die
auf der Laserstrahl-Aufbringeinheit 5 angeordnet bzw. montiert
sind.
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Nachdem
der Einspanntisch 36 direkt unter den Bildaufnahmemitteln 6 positioniert
ist, wird eine Ausrichtarbeit zum Detektieren eines Bearbeitungsbereichs,
der durch einen Laserstrahl zu bearbeiten ist, des Werkstücks 20 durch
die Bildaufnahmemittel 6 und die Steuer- bzw. Regelmittel
ausgeführt,
die nicht gezeigt sind. D.h. die Bildaufnahme mittel 6 und die
Steuer- bzw. Regelmittel (nicht gezeigt) führen eine Bildverarbeitung,
wie ein Musterübereinstimmen bzw.
-abgleichen usw., durch, um den Bearbeitungsbereich, wie eine Unterteilungslinie,
die auf dem Werkstück 20 ausgebildet
ist, mit dem Kondensor 524 der Laserstrahl-Aufbringeinheit 5 in Übereinstimmung
zu bringen bzw. auszurichten, um einen Laserstrahl entlang des Bearbeitungsbereichs
aufzubringen, wodurch die Ausrichtung einer Laserstrahl-Aufbringposition
ausgeführt
wird.
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Nachdem
der Bearbeitungsbereich des Werkstücks 20, das auf dem
Einspanntisch 36 gehalten ist, detektiert ist und die Ausrichtung
der Laserstrahl-Aufbringposition, wie oben beschrieben, ausgeführt wurde,
wird der Einspanntisch 36 bewegt, um ein Ende des Werkstücks 20 zu
einer Position direkt unter dem Kondensor 524 der Laserstrahl-Aufbringmittel 52 zu
bringen. Der Einspanntisch 36 wird in der Bearbeitungszufuhrrichtung
bei einer vorbestimmten Bearbeitungszufuhrgeschwindigkeit bzw. -rate
bewegt, während
ein Laserstrahl von dem Kondensor 524 der Laserstrahl-Aufbringmittel 52 aufgebracht bzw.
angewandt wird. Als ein Ergebnis wird eine vorbestimmte Laserbearbeitung
durch den Laserstrahl, dessen Ausgabe, wie oben beschrieben, eingestellt wurde,
auf dem Bearbeitungsbereich des Werkstücks 20 ausgeführt.